6月初，位于河北張家口的國(guó)際首套100MW壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)熱火朝天。
中儲(chǔ)國(guó)能（北京）技術(shù)有限公司CEO紀(jì)律介紹，以中科院工程熱物理研究所為技術(shù)依托，該項(xiàng)目計(jì)劃年底投產(chǎn)，“經(jīng)過(guò)多年技術(shù)沉淀，當(dāng)前無(wú)論是裝機(jī)規(guī)模、技術(shù)水平，還是系統(tǒng)效率，我國(guó)新型壓縮空氣儲(chǔ)能均走在世界前列。”
解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能瓶頸
壓縮空氣儲(chǔ)能利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)的剩余電力壓縮空氣，將其儲(chǔ)藏在高壓密封設(shè)施內(nèi)，在用電高峰釋放出來(lái)驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。早在1978年，德國(guó)建成了世界首座大規(guī)模壓縮空氣蓄能示范電站，之后，美國(guó)、日本和以色列也相繼建設(shè)了相關(guān)項(xiàng)目。
“壓縮空氣儲(chǔ)能具有規(guī)模大、周期長(zhǎng)、單位投資小等優(yōu)勢(shì)，極具發(fā)展?jié)摿?。傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)源于燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，我國(guó)相關(guān)技術(shù)與國(guó)外水平相比有較大差距。”紀(jì)律告訴記者，壓縮空氣儲(chǔ)能依賴化石燃料燃燒提供熱源，需要特定的地理?xiàng)l件建造大型儲(chǔ)氣室，如巖石洞穴、鹽洞、廢棄礦井等，且系統(tǒng)效率僅在50%左右，經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差。
近年來(lái)，為解決壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)瓶頸問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)。目前中科院工程熱物理研究所取得了一系列國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)成果，不僅可以解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能依賴大型儲(chǔ)氣室、依賴化石燃料、系統(tǒng)效率低三個(gè)主要的技術(shù)瓶頸，還能以儲(chǔ)氣罐替代儲(chǔ)氣室，沒(méi)有場(chǎng)地限制，系統(tǒng)效率提升了10%—15%。從2013年開(kāi)始，中科院工程熱物理研究所技術(shù)團(tuán)隊(duì)分別在河北廊坊、貴州畢節(jié)建成1.5MW、10M級(jí)新型壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，后者系統(tǒng)效率達(dá)到60.2%，是目前全球系統(tǒng)效率最高的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。
“在新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)上，我國(guó)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的起點(diǎn)一致。目前全球已建成的兆瓦級(jí)新型壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目的機(jī)構(gòu)有4家，我國(guó)處于領(lǐng)先地位。張家口市 100MW先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目預(yù)計(jì)年底投運(yùn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率可提升至70.4%，將進(jìn)一步鞏固我國(guó)在壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的國(guó)際地位。”紀(jì)律稱。
仍處于商業(yè)化初期
數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，我國(guó)已投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模35.6GW，其中抽水蓄能占比達(dá)89.3%，壓縮空氣儲(chǔ)能的占比僅為0.03%。世界領(lǐng)先的技術(shù)，為何沒(méi)能大規(guī)模推廣？
在紀(jì)律看來(lái)，壓縮空氣儲(chǔ)能是一項(xiàng)高門(mén)檻的領(lǐng)域，目前大多研發(fā)機(jī)構(gòu)仍處于理論研究和系統(tǒng)分析階段。首先是技術(shù)門(mén)檻高，壓縮空氣 儲(chǔ)能是多學(xué)科交叉、多過(guò)程耦合的系統(tǒng)工程，在壓縮膨脹設(shè)備、空氣換熱、系統(tǒng)控制集成方面存在較高技術(shù)壁壘；其次是單機(jī)規(guī)模大、總投資較高，系統(tǒng)規(guī)模在10MW—100MW級(jí)示范工程的建設(shè)資金高達(dá)數(shù)億元，產(chǎn)業(yè)化還需要一個(gè)過(guò)程。
紀(jì)律指出，目前新型壓縮空氣儲(chǔ)能仍處于示范階段，隨著張家口100MW示范項(xiàng)目的建成，將完成百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能型壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)品的定性，此后再致力于規(guī)?；慨a(chǎn)和推廣。“1.5MW項(xiàng)目系統(tǒng)效率為52%，10MW項(xiàng)目系統(tǒng)效率為60%，100MW系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率達(dá)到70%。未來(lái)隨著系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大，其效率將進(jìn)一步提升至75%以上。系統(tǒng)規(guī)模越大、儲(chǔ)能容量越高，系統(tǒng)的效率就越高，隨之單位成本越低、經(jīng)濟(jì)性越好。”在他看來(lái)，100MW級(jí)項(xiàng)目最具商業(yè)推廣條件，是大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能的真正“賽道”。
呼喚價(jià)格政策盡快出臺(tái)
相關(guān)預(yù)測(cè)顯示，作為新能源發(fā)展的關(guān)鍵支持技術(shù)，到2025年，我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)將較目前水平增長(zhǎng)10倍以上。
“要滿足電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能的需求，新型壓縮空氣儲(chǔ)能當(dāng)仁不讓。與同屬物理儲(chǔ)能方式的抽水蓄能相比，新型壓縮空氣儲(chǔ)能在建設(shè)周期和投資成本上更具優(yōu)勢(shì)，抽水蓄能建設(shè)周期為6—8年，新型壓縮空氣建設(shè)周期僅為1.5—2年，且不涉及移民搬遷問(wèn)題?；诔樗钅軐?duì)地理?xiàng)l件的要求，未來(lái)市場(chǎng)增量有限。”在紀(jì)律看來(lái)，壓縮空氣儲(chǔ)能同抽水蓄能一樣，都屬于長(zhǎng)時(shí)大規(guī)模，并與電化學(xué)儲(chǔ)能及飛輪等形成互補(bǔ)關(guān)系。未來(lái)壓縮空氣儲(chǔ)能將主要應(yīng)用于電網(wǎng)側(cè)，其次是大規(guī)模百萬(wàn)機(jī)組發(fā)電側(cè)、核電機(jī)組和一些火電的靈活性改造方面。
新型壓縮空氣儲(chǔ)能具有本質(zhì)上的高安全性。紀(jì)律介紹，儲(chǔ)氣罐多為中壓壓力容器，壓力等級(jí)較低，且空氣擴(kuò)散能力很強(qiáng)，不具可燃性，無(wú)爆炸和燃燒風(fēng)險(xiǎn)。而采用地下鹽穴儲(chǔ)氣，對(duì)地面建筑和人員活動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生影響。
經(jīng)濟(jì)性是行業(yè)大規(guī)模推廣的前提。日前，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見(jiàn)》，明確以競(jìng)爭(zhēng)性方式形成電量電價(jià)，將容量電價(jià)納入輸配電價(jià)回收。此舉有利于提升抽水蓄能電站的盈利能力。
紀(jì)律表示，新型壓縮空氣儲(chǔ)能同樣具備抽水蓄能的功能，價(jià)格機(jī)制和市場(chǎng)環(huán)境將助推行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，呼吁相關(guān)政策盡快出臺(tái)。
評(píng)論